Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phân hủy quang xúc tác acetaminophen bằng màng mỏng TiO2 đã được thiết kế bằng công nghệ tinh thể nano trong hệ thống lô và liên tục
Tóm tắt
Các dược phẩm không phân hủy sinh học là một trong những mối đe dọa ngày càng gia tăng trong nước thải. Trong nghiên cứu hiện tại, các xúc tác quang TiO2 dưới dạng màng mỏng đã được thiết kế bằng công nghệ tinh thể nano và chế tạo để phân hủy acetaminophen (ACE) trong phản ứng quang xúc tác dưới bức xạ ánh sáng UV trong các hệ thống lô và liên tục. Xúc tác quang được chuẩn bị bằng phương pháp phun bắn và sau đó được xử lý nhiệt (gia nhiệt ở 300°C (T300) và 650°C (T650)). Tác động của quá trình gia nhiệt đến tinh thể hóa và hoạt động quang xúc tác của màng TiO2 đã được nghiên cứu một cách toàn diện; kết quả cho thấy rằng gia nhiệt ở nhiệt độ cao hơn làm tăng độ nhám bề mặt và kích thước hạt, điều này có lợi cho hoạt động quang xúc tác nhờ vào việc giảm tỷ lệ tái hợp của các cặp điện tử-lỗ được sinh ra khi chiếu sáng. Đối với hệ thống liên tục, một phản ứng bể phẳng (FPR) đã được thiết kế và chế tạo. Hiệu suất quang xúc tác giảm khi tăng tốc độ dòng chảy vì tốc độ dòng chảy cao hơn dẫn đến sự hình thành lớp màng lỏng dày hơn trong phản ứng, làm giảm ánh sáng UV mà xúc tác quang nhận được. Khả năng tái sử dụng và độ bền của các mẫu sau 6 giờ phản ứng quang xúc tác cho thấy hiệu suất hứa hẹn cho mẫu T650 (các mẫu đã gia nhiệt ở nhiệt độ cao hơn).
Từ khóa
#TiO2 #acetaminophen #quang xúc tác #tinh thể nano #phản ứng lô #hệ thống liên tụcTài liệu tham khảo
Cao F, Zhang M, Yuan S, Feng J, Wang Q, Wang W, Hu Z (2016). Transformation of acetaminophen during water chlorination treatment: Kinetics and transformation products identification. Environmental Science and Pollution Research International, 23(12): 12303–12311
Chang C T, Wang J J, Ouyang T, Zhang Q, Jing Y H (2015). Photocatalytic degradation of acetaminophen in aqueous solutions by TiO2/ZSM-5 zeolite with low energy irradiation. Materials Science and Engineering B, 196: 53–60
Dasineh Khiavi N, Katal R, Kholghi Eshkalak S, Masudy-Panah S, Ramakrishna S, Jiangyong H (2019). Visible light driven heterojunction photocatalyst of CuO-Cu2O thin films for photocatalytic degradation of organic pollutants. Nanomaterials (Basel, Switzerland), 9(7): 1011
Du P, Carneiro J T, Moulijn J A, Mul G (2008). A novel photocatalytic monolith reactor for multiphase heterogeneous photocatalysis. Applied Catalysis A, General, 334(1–2): 119–128
Fan X, Gao J, Li W, Huang J, Yu G (2020). Determination of 27 pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in water: The benefit of isotope dilution. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 14(1): 8
Jiang X, Qu Y, Liu L, He Y, Li W, Huang J, Yang H, Yu G (2019). PPCPs in a drinking water treatment plant in the Yangtze River Delta of China: Occurrence, removal and risk assessment. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 13(2): 27
Katal R, Davood Abadi Farahani M H, Jiangyong H (2020a). Degradation of acetaminophen in a photocatalytic and photoelectrocatalytic process by application of faceted-TiO2. Separation and Purification Technology, 230: 115859
Katal R, Farahani M H D A, Masudy-Panah S, Ong S L, Hu J (2019a). Polypyrrole- and polyaniline-supported TiO2 for removal of pollutants from water. Journal of Environmental Engineering and Science, 14(2): 67–89
Katal R, Kholghi Eshkalak S, Masudy-panah S, Kosari M, Saeedikhani M, Zarinejad M, Ramakrishna S (2019b). Evaluation of solar-driven photocatalytic activity of thermal treated TiO2 under various atmospheres. Nanomaterials (Basel, Switzerland), 9(2): 163
Katal R, Masudy-panah S, Kong E Y J, Dasineh Khiavi N, Abadi Farahani M H D, Gong X (2020b). Nanocrystal-engineered thin CuO film photocatalyst for visible-light-driven photocatalytic degradation of organic pollutant in aqueous solution. Catalysis Today, 340: 236–244
Katal R, Masudy Panah S, Zarinejad M, Salehi M, Jiangyong H (2018a). Synthesis of self-gravity settling faceted-anatase TiO2 with dominant {010} facets for the photocatalytic degradation of acetaminophen and study of the type of generated oxygen vacancy in faceted-TiO2. Water (Basel), 10(10): 1462
Katal R, Panah S M, Saeedikhani M, Kosari M, Sheng C C, Leong O S, Xiao G, Jiangyong H (2018b). Pd-decorated CuO thin film for photodegradation of acetaminophen and triclosan under visible light irradiation. Advanced Materials Interfaces, 5(24): 1801440
Katal R, Salehi M, Davood Abadi Farahani M H, Masudy-Panah S, Ong S L, Hu J (2018c). Preparation of a new type of black TiO2 under a vacuum atmosphere for sunlight photocatalysis. ACS Applied Materials & Interfaces, 10(41): 35316–35326
Masudy-Panah S, Eugene Y J K, Khiavi N D, Katal R, Gong X (2018). Aluminum-incorporated p-CuO/n-ZnO photocathode coated with nanocrystal-engineered TiO2 protective layer for photoelectrochemical water splitting and hydrogen generation. Journal of Materials Chemistry. A, Materials for Energy and Sustainability, 6(25): 11951–11965
Masudy-Panah S, Katal R, Khiavi N D, Shekarian E, Hu J, Gong X (2019). A high-performance cupric oxide photocatalyst with palladium light trapping nanostructures and a hole transporting layer for photoelectrochemical hydrogen evolution. Journal of Materials Chemistry. A, Materials for Energy and Sustainability, 7(39): 22332–22345
Sutisna R M, Wibowo E, Khairurrijal A M (2017). Prototype of a flat-panel photoreactor using TiO2 nanoparticles coated on transparent granules for the degradation of Methylene Blue under solar illumination. Sustainable Environment Research, 27(4): 172–180
Yang Y (2020). Recent advances in the electrochemical oxidation water treatment: Spotlight on byproduct control. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 14(5): 85
Zhu F, Yao Z, Ji W, Liu D, Zhang H, Li A, Huo Z, Zhou Q (2020). An efficient resin for solid-phase extraction and determination by UPLCMS/MS of 44 pharmaceutical personal care products in environmental waters. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 14(3): 51